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Hochflexible Anlage in Westaustralien von KELLER HCW

[Mai 2006] Anfang Mai wurde in Perth, Australien, eines der modernsten Ziegelwerke der Welt, gebaut von der Firma KELLER HCW, offiziell eröffnet. Neben dem stranggepressten australischen Standardformat werden mit der neuen Anlage Soft-Mud-Ziegel, Zwischenwandziegel, Blöcke, Verblender, verschiedene Pflastersteinformate und Zubehörziegel hergestellt.

Einführung

Der westaustralische führende Ziegel- und Pflasterklinkerhersteller Boral Midland Brick hat seine neue Fabrikationsanlage in Perth, Westaustralien, offiziell eröffnet. Nach einem langen und umfassenden Ausschreibungs- und Genehmigungsverfahren wählte Midland Brick KELLER HCW GmbH in Ibbenbüren-Laggenbeck zum Generalunternehmer.

Die Anlage wurde von der Ministerin für Wohnungsbau und öffentliche Arbeiten und Parlamentsabgeordneten für Midland, Frau Michelle Roberts, und von Herrn Rod Pearse, dem Hauptgeschäftsführer von Boral Limited offiziell eröffnet. Mit einer Produktionskapazität von 53 Millionen Standardziegeln pro Jahr handelt es sich bei dem neuen Ofen 11 um den modernsten Ofen in der südlichen Hemisphäre, was Technologie und Umweltaspekte anbetrifft. Nach Beendigung der Inbetriebnahmephase wird der Ofen 4, der eine 20 % geringere Kapazität hat, nach 40 Jahren Betrieb abgeschaltet werden. Mit dem Ofen 11 wurde eine äußerst flexible Anlage zur Herstellung von stranggepressten und Soft-Mud-Produkten gebaut, mit der eine umfangreiche Produktpalette aus Ziegeln, Blöcken, Pflastersteinen und Verblendern in allen Varianten hergestellt werden kann und mit der Midland Brick als erster in Westaustralien Sparverblender und Doppel-Soft-Mud-Ziegel produzieren kann.

Während der detaillierten Entwurfsphase fanden zwischen Mitarbeitern von KELLER HCW und von Midland Brick Detailbesprechungen statt, bei denen sowohl die komplette Anlagenkonzeption als auch sicherheitstechnische Fragen behandelt wurden. Für Produktion und Wartung konnte somit ein optimaler Personalbedarf ermittelt werden.

Aufbereitung und Feuchteregelung

Gelagert wird das Rohmaterial im bereits bestehenden großflächigen Rohstofflager von Midland Brick. Über die neue Vormischerlinie und über Feinwalzwerke wird es an einen Kastenbeschicker in der neuen Halle geführt. Die Feuchtigkeitsstufen im Ton werden von zwei von KELLER HCW gelieferten Feuchtemess- und Regelsystemen vom Typ Cellawave GZ01 gemessen und geregelt. Das erste Gerät und die Wasserzuführung befinden sich am Vormischer und ein zweites Gerät am Mischer vor der Presse, oder, je nach Produkt, am Mischer vor der Soft-Mud-Anlage. Bei der Herstellung von Verblendern wird im Vormischer Melasse hinzugefügt; dieser Vorgang wird auch vom Cellawave-System geregelt. Cellawave ist ein auf Mikrowellenbasis arbeitendes neues Meßsystem, das von KELLER HCW entwickelt wurde und das den Feuchtegehalt im Ton misst und regelt. Im Gegensatz zu optischen Verfahren durchdringen die elektromagnetischen Wellen das ganze Produkt und messen das Feuchtevolumen. Der Sensor arbeitet mit einer Frequenz von 2,45 GHz und führt etwa 10 Messungen in der Sekunde durch, daher ist es zur Analyse des Feuchtegehalts von sich schnell bewegenden Materialien bestens geeignet. Bei der Mikrowellenmeßmethode werden die eindeutigen dielektrischen Eigenschaften von Wasser zugrundegelegt. Die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Sensors beträgt je nach Kalibrierung typischerweise ± 0.2 M.-% Feuchte. Weitere Informationen zu diesem System erteilt KELLER HCW.

Formgebung

Das Rohmaterial wird vom Kastenbeschicker über eine Anzahl von Förderbändern zum Doppelwellenmischer und zur Presse gefördert. Die letzte Feuchtekontrolle wird an der Umlenkrolle beim Förderbandeingang zum Mischer vorgenommen. Über eine direkt darunterliegende Schurre wird Wasser zugeführt. Beim Vakuumextruder und Doppelwellenmischer handelt es sich um eine Steele 90 aus Beständen der Boral-Gruppe, die von Midland Brick überholt und modifiziert wurde, so dass ein Rohling mit einem Penetrometerwert von bis zu 3,2 Kg/cm² realisiert werden kann. Eine Geschwindigkeitsregelung aller Antriebe im Bereich der Formgebung ermöglicht einen schnellen Produktwechsel und die Handhabung der verschiedensten Formate von Blöcken bis hin zu Sparverblendern.

Die Soft-Mud-Ziegel werden mit einer Füllkopfmaschine vom Typ Hubert 3 gefertigt, die neuen Köpfe dafür wurden von De Boer geliefert. Die Formbandpresse wurde von der ortsansässigen westaustralischen Firma Centrix Engineering Pty. Ltd. und die Tonförderanlagen von Transmin Pty. Ltd. geliefert.

Herstellung der stranggepressten Ziegel

Nach dem Pressen läuft der Tonstrang durch eine Texturanlage, mit der Texturen und eine Besandung realisiert sowie zusätzliche Materialien wie Sägespäne, Tonaufschlämmungen, trockenes Pulver und Aufsprühungen aufgebracht werden können. Die Ziegel werden von einem Universalabschneider abgeschnitten, wobei Läufer und Kopf von allen Seiten angefast werden können.

Ziegeltransport

Die abgeschnittenen Ziegel werden über ein mehrstrangiges Fördersystem geführt, das die unterschiedlichen Formate bis zum Übersetzgreifer transportiert, der die Produkte im Line- Tracking-Verfahren vom Förderband abgreift und sie auf Aluminiumpaletten setzt. Um alle Produkte handhaben zu können, befinden sich an dieser Stelle 3 unterschiedliche Übersetzgreifer, die innerhalb kürzester Zeit halbautomatisch ausgewechselt werden können, somit werden Umrüstzeiten reduziert. Bei der Produktion von Soft-Mud-Ziegeln werden die beladenen Paletten an dieser Stelle in den Prozess eingegliedert, und werden dann auf Trocknerwagen geladen. Die beladenen Paletten werden für den Transport durch den Ofen schichtweise auf speziell gefertigte Trocknerrahmen gesetzt (Bild 3). Direkt vor der Beladung wurde eine halbautomatische Linie installiert, auf der mit Ziegeln beladene Paletten in ein separates Fördersystem umgeleitet werden können. Zubehörformate können auf dieser Linie per Hand geformt werden, um danach zur Trocknung wieder in das eigentliche Fördersystem eingegliedert zu werden.

Trockner

Der Trockner für Ofen 11 wurde als Doppeltunneltrockner mit Schlitzdüsenwänden und reversierender Luftumwälzung konzipiert. Seine Länge beträgt 75 m. In jedem Tunnel befindet sich ein Nassspeicher zur Speicherung der Produkte bei Schichtwechsel und bei Wartungsarbeiten. Am Ausgang eines jeden Tunnels sind Schleusen vorhanden, der Trockner selbst ist in 6 Regelzonen unterteilt. Auf der Nassseite besteht die Stahlkonstruktion aus korrosionsbeständigem Edelstahl und auf der Trockenseite aus verzinktem Stahl. Insgesamt sind die Tunnel mit 46 Umwälzventilatoren (23 in jedem Tunnel) und 6 Nassluftventilatoren (3 in jedem Tunnel) bestückt. Für den Trocknungsprozess wird überschüssige Kühlluft vom Ofen verwendet und bei Bedarf noch Umgebungsluft zugesetzt (Bild 4). Nach dem Heißluftventilator sind 2 zusätzliche Gasbrenner installiert, die bei Bedarf eingesetzt werden können. Elektronische Sensoren für die Temperatur- und Feuchteregelung werden zusammen mit dem automatischem Prozessleitsystem "K-Matic TD" zur Ermittlung der optimalen Trocknungskurven in den einzelnen Zonen eingesetzt. Durch automatische Produktverfolgung werden die unterschiedlichen Formate nach dem optimalen Trockenkurvenverlauf getrocknet. Die Trocknerreisezeit für den Referenzziegel Standard-Soft-Mud beträgt 21,1 Stunden.

Trockenseite

Zur Entladung der Ziegel vom Trocknerwagen werden die gleichen Maschinentypen eingesetzt, die auch in der Beladung vorhanden sind. Ein Roboter mit einem Doppelgreifer nimmt die Ziegel von der Palette und setzt sie auf der zweireihigen Zuführung zur Setzmaschine ab. An dieser Stelle können auch Zubehörformate, die nicht weiter durchlaufen können, da sie von der Setzmaschine nicht automatisch gesetzt werden können, ausgegliedert werden. Die leeren Paletten werden dann gereinigt, vermessen und gestapelt und dann in das Palettenlager transportiert. Das Palettenlager ist entsprechend groß konzipiert und kann alle sich im Prozess befindlichen Paletten aufnehmen, ohne dass Palettenstapel per Gabelstapler wegtransportiert werden müssen.

Setzmaschine

In der zweireihigen Zuführung zur Setzmaschine werden die Ziegel gruppiert, sie können dann besandet werden, bevor sie verdoppelt oder face-to-face gesetzt werden. Die Ziegel werden von den Zuführbändern in die Setzmaschine geschoben, dort gruppiert, mit einer Cellaflex auf Lücke gezogen und von zwei 450 kg Robotern (Bild 5) auf Ofenwagen gesetzt. Parallel zu den Ofenwagen ist eine zusätzliche Linie für den Transport von Zubehörformaten installiert. Diese können zwar vom Roboter von den Paletten abgegriffen und auf den Zuführbändern bis zur Setzmaschine transportiert werden, aber sie können nicht automatisch gesetzt werden. Sie werden dann per Hand oben auf den Ofenwagen gesetzt.

Ofen

Der Ofen ist ein deckenbefeuerter Tunnelofen mit einer Länge von ungefähr 115 m, einem Vorwärmer für 4 Ofenwagen und einer Ausfahrschleuse (Bild 6). Mit dem eingebauten Vorwärmer und der Ausfahrschleuse zusammen bildet der Ofen ein geschlossenes System. Es ist daher möglich, definierte und auf jedes Produkt abgestimmte Druckprofile in der Brennkammer einzustellen. Die Abdichtung der Brennkammer erfolgt durch eine in den Baukörper integrierte Stahldichthaut an den Wänden und an der Decke und durch ein spezielles Radkühlsystem am Boden.

Der Ofen ist in der Vorfeuerzone mit 4 HG-Seitenbrennergruppen, und in der Decke mit 14 Injektorbrennergruppen plus einer weiteren, ebenfalls in der Decke angebrachten HG-Brennergruppe ausgestattet. Diese HG-Brennergruppe wird nicht nur für den Brennprozess, sondern auch zum Aufheizen des Ofens (von kalt) verwendet. Der Ofen ist auch zum Flashen geeignet.
Die Kühlung der Produkte erfolgt durch Sturzkühlgruppen in Verbindung mit der oberen Absaugung, dem Endeinblasventilator und der unteren Absaugung.

Die Regelung des Ofens erfolgt durch eine automatische Mess- und Regelanlage, in die eine Simatic S7 und das Prozessleitsystem "K-Matic" integriert sind. Mit dieser Steuerung wird auch die Wagenverfolgung durchgeführt. Das "K-Matic" Prozessleitsystem realisiert nicht nur den automatischen Betrieb des Ofens, sondern garantiert auch die Reproduzierbarkeit der einzelnen Brennrezeptur. Durch das Teleservice-System wird eine interne Fernüberwachung mittels Heimcomputer ermöglicht und ein Online Support und Software Updates durch den Lieferanten garantiert.

Entladung

Nach Verlassen des Ofens werden die Ofenwagen zur Ofenentladung transportiert, wo über einem Gleis entladen wird. Mit dem Ofenwagen-Entladegreifer werden komplette Pakete vom Ofenwagen abgegriffen und auf eine Stabkettenbahn (Bild 7) gesetzt. An dieser Stelle können Ziegel aus Lagerbeständen in den Prozess eingegliedert werden. Mit einem Gabelstapler wird dazu ein Stapel auf den kleinen Absetztisch abgesetzt, dieser Stapel wird dann mit dem Entladegreifer auf die Stabkettenbahn platziert. Die Pakete werden dann zur nächsten Station auf der Förderanlage, der Entstapelung, weitertransportiert (Bild 8). Nach der Entstapelung werden die Pakete zur Entladeposition weitergeleitet, wo 2 Roboter die Ziegel schichtweise greifen und sie auf einen Tisch absetzen. Die Ziegel werden dann gruppiert und können, je nach Anforderung an das Versandpaket, vereinzelt, entfaced und gedreht werden. Dann werden die Ziegel zu Versandpaketen zusammengestellt, mit oder ohne Paletten umreift und anschließend ins Lager transportiert. Die Ofenwagen werden nach der Entladung gereinigt und dann wieder in die Setzlinie zurückgeführt.

Technische Daten Midland Brick Ofen 11

Arbeitszeit:
7 Tage/Woche
2 Schichten/Tag
10 Stunden/Schicht

Leistung:
52 Millionen australische Normziegel (SBE)/Jahr
Soft-Mud-Ziegel und/oder stranggepresste Ziegel

Referenzformat:
Verblender 230 × 110 × 76 mm
Insgesamt 38 Formate

Trockner:
Düsenwandtrockner – 2 Tunnel
Mauerwerk/Beton/Stahl
Nassspeicher – 8 Trocknerwagen pro Tunnel
35 Trocknerwagen in jedem Tunnel
Trockenzeit für Referenzformat: ca. 21 Std.
Trocknerlänge: 76 m plus Nassspeicher und Ausfahrschleuse
Gesamtlänge: ca. 95 m

Ofen:
deckenbefeuerter Ofen, Mauerwerk
4 Ofenwagen im Vorwärmer
25 Ofenwagen im Ofen
Brennzeit für Referenzformat: ca. 24 Std.
Ofenlänge: ca. 115 m plus Vorwärmer und Ausfahrschleuse
Gesamtlänge: ca. 139 m

Ofenwagen:
Wagenlänge: 4560 mm
Wagenbreite: 5910 mm  

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